outubro de 2013
Cristiana Eloísa Azevedo Lopes
UMinho|20
13
Cristiana Eloísa Aze
vedo Lopes
Universidade do Minho
Instituto de Educação
A evolução das ideias dos alunos sobre
atividade sísmica: uma intervenção pedagógica
com alunos do 7º ano de escolaridade
A e
volução das ideias dos alunos sobre atividade sísmica: uma inter
Relatório de Estágio
Mestrado em Ensino de Biologia e de Geologia no 3º ciclo
do Ensino Básico e no Ensino Secundário
Trabalho realizado sob a supervisão do
Doutor Francisco Borges
Orientadora Cooperante:
Drª Sandra Amoêda
Universidade do Minho
Instituto de Educação
outubro de 2013
Cristiana Eloísa Azevedo Lopes
A evolução das ideias dos alunos sobre
atividade sísmica: uma intervenção pedagógica
com alunos do 7º ano de escolaridade
É AUTORIZADA A REPRODUÇÃO PARCIAL DESTE RELATÓRIO APENAS PARA EFEITOS DE INVESTIGAÇÃO, MEDIANTE DECLARAÇÃO ESCRITA DO INTERESSADO, QUE A TAL SE COMPROMETE;
Universidade do Minho, ___/___/______
iii
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todos que de uma forma ou de outra colaboraram para a execução deste trabalho, em especial:
Aos meus alunos, intervenientes em todo este processo, o meu eterno carinho, pois foram os primeiros na minha atividade profissional.
Ao Professor Doutor Francisco Borges, pela sua orientação ao longo deste trabalho. Agradeço toda a sua disponibilidade, todo o apoio e partilha de conhecimento durante o ano de estágio e em especial na elaboração deste relatório.
À Professora Sandra Amoêda, pela sua orientação, compreensão, apoio e sugestões sobre as aulas. Agradeço o acolhimento e a integração na escola, a ajuda e o estímulo transmitido durante a prática pedagógica.
Ao Professor Doutor Luís Dourado, pela ajuda e disponibilidade prestadas. A sua ajuda foi fundamental para o desenvolvimento e execução do projeto de intervenção realizado.
Ao Professor Doutor Renato Henriques, agradeço a ajuda que tão prontamente me disponibilizou.
Ao Professor Domingos Bacelar, que se disponibilizou para apoiar e acompanhar sempre com muita simpatia o estágio e me transmitiu muita da sua experiência.
À Juliana, colega de estágio e principalmente uma grande amiga, obrigada por toda a compreensão, motivação, partilha de bons momentos e ajuda durante a intervenção. Caminhamos juntas na realização deste sonho e guardamos sentimentos e experiências que apenas nós sabemos o quanto foram importantes.
Ao João Fernandes, pela motivação, apoio e ajuda na formatação deste relatório. À Joana Caldas, pela ajuda na tradução do resumo para Inglês.
Às minhas amigas e colegas Isabel Oliveira, Susana Pereira, Ana Azevedo, Maria José, Flávia Abreu e Sandra Fernandes que conheci neste percurso académico. Obrigada pelo apoio, pelos momentos de descontração e por tornarem este percurso menos custoso.
iv Às minhas grandes amigas, Alexandra Machado, Débora Cunha e Lília Freitas, pela longa e verdadeira amizade que sempre nos uniu, por me apoiarem e me acompanharem sempre, sem julgamentos, na perseguição dos meus sonhos. Obrigada por todos os momentos de alegria que me proporcionaram ao longo destas quase duas décadas.
Ao João Silva, pela partilha deste sonho. Não diretamente ligado a este processo mostrou-me o quanto é valioso seguirmos os nossos sonhos e lutarmos para os concretizar. Vale sempre a pena lutar se acreditarmos e sentirmos que algo é realmente aquilo que nos faz feliz.
Por último, mas não menos importante, à minha mãe, ao meu pai e à minha irmã Mariana, por terem acreditado e ajudado a chegar até aqui. Obrigada por tornarem este sonho possível. Por todos os esforços feitos para me ajudar a concretizar este objetivo, por todo o amor e paciência que me dedicaram não só durante este percurso, mas durante toda a vida. Não há palavras nem forma de expressar a minha gratidão.
v A evolução das ideias dos alunos sobre atividade sísmica: uma intervenção pedagógica com alunos do
7º ano de escolaridade.
RESUMO
O projeto de intervenção pedagógica tem como tópico de estudo a Atividade Sísmica, incluída no subdomínio “Consequências da dinâmica interna da Terra”, do domínio “Terra em Transformação”. Este projeto foi desenvolvido numa turma do 7º ano de escolaridade, pertencente a uma escola do concelho de Braga.
A metodologia adotada seguiu um conjunto de estratégias de ensino orientado para a mudança conceptual, e assumiu a forma de uma investigação-ação.
Os principais objetivos delineados foram: (1) detetar quais as conceções alternativas dos alunos em relação ao tema “atividade sísmica”; (2) planear um conjunto de atividades práticas em função dessas conceções; (3) avaliar a evolução do conhecimento dos alunos em relação ao referido tema. Para atingir o primeiro objetivo, os alunos responderam a um questionário (pré-teste) que foi aplicado antes da lecionação do tema. De forma a promover a evolução das ideias que os alunos possuíam acerca deste tema e alcançar o segundo objetivo, foi planeada uma atividade prática de construção de um sismógrafo e funcionamento do mesmo numa situação de simulação de sismo, uma atividade de interpretação de registos sísmicos e duas aulas com recurso a materiais audiovisuais. A aula prática consistiu na construção de um sismógrafo e foi realizada com o sentido de possibilitar aos alunos o contacto com evidências sobre a atividade sísmica. A atividade de interpretação de registos sísmicos teve como objetivo consolidar os conhecimentos adquiridos na aula prática e serviu de mote para a abordagem de novos conteúdos relacionados com a temática em questão. Foram ainda lecionadas duas aulas, com recurso à utilização de materiais audiovisuais sobre as causas e medição de sismos, com o objetivo de despertar a curiosidade sobre estes tópicos, motivar a sua aprendizagem e proporcionar a evolução das conceções alternativas detetadas. Para atingir o terceiro objetivo, os alunos responderam a um questionário (pós-teste), igual ao que haviam respondido no pré-teste, de forma a detetar se existiu ou não evolução do seu conhecimento relativamente ao tema abordado. Os resultados obtidos revelam, na generalidade, uma clara evolução das ideias dos alunos e, consequentemente, no seu conhecimento acerca dos assuntos tratados.
vii The evolution of students' ideas about seismic activity: An educacional intervention with students
from the 7th grade.
ABSTRACT
The aim of the educational intervention project is to study the topic of seismic activity, within the sub-domain "Consequences of the internal dynamics of the Earth," which, in turn, is part of the domain "Earth Transformation". This project was developed in a class of the 7th grade, in a school from the council of Braga.
The adopted methodology followed a set of teaching strategies directed at the conceptual changes, and took the form of an action-study.
The main objectives outlined were: (1) to detect the misconceptions of students about "seismic activity"; (2) to plan a set of practical activities according to those misconceptions; (3) to evaluate the development of students' knowledge regarding the subject mentioned. In order to reach the first goal, the students answered a survey (pre-test) which was applied before the subject was taught. Next, to promote the evolution of the students' ideas about this issue and to achieve the second goal, a practical activity was scheduled in order to build a seismograph and to notice its functioning when simulating a situation of an earthquake, besides an activity of interpretation of seismic records and two classes using audiovisual materials. The lab class consisted in building a seismograph and was performed in order to enable the students' contact with evidence of seismic activity. The main purpose of the activity designed to interpret seismic records was to consolidate the knowledge acquired in the lab class and served as a theme to approach new contents related to the theme at issue. Two more classes were taught, using audiovisual materials about the causes and measurement of earthquakes, aiming at arousing the curiosity of children on this topic, so as to motivate their learning and provide the evolution of the detected misconceptions. To reach the third goal, students answered a survey (post-test), the same one they had answered in the pre-test in order to detect whether or not their knowledge about the discussed issue had evolved. Overall the results showed a clear evolution of students' ideas and therefore their understanding of the addressed issues.
ix
ÍNDICE GERAL
AGRADECIMENTOS...iii RESUMO...v ABSTRACT...vii LISTA DE TABELAS...xi LISTA DE GRÁFICOS...xi CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO...1 1.1. Introdução...11.2.Âmbito e contexto do relatório de estágio...2
1.2.1. Observação de aulas...3
1.2.2. Prática Pedagógica...3
1.3. Estrutura geral do relatório...5
CAPÍTULO II – CONTEXTO E PLANO GERAL DA INTERVENÇÃO...7
2.1. Introdução...7
2.2. Caracterização da escola...7
2.3. Caracterização da turma...8
2.4. Enquadramento teórico...10
2.4.1. Ensino-aprendizagem das ciências...10
2.4.1.1. Perspetiva construtivista...10
2.4.1.2. Importância das conceções alternativas...11
2.4.2. Estratégias de ensino-aprendizagem... 13
2.4.2.1. As tecnologias de informação no ensino-aprendizagem...13
2.4.2.2. As atividades práticas como uma estratégia de ensino-aprendizagem...14
2.5. Objetivos da intervenção pedagógica...16
CAPÍTULO III – DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DA INTERVENÇÃO...17
3.1. Introdução...17
3.2. Tópico de estudo – atividade sísmica...17
3.2.1. Enquadramento do tópico de estudo no currículo...17
3.2.2. Breves considerações teóricas sobre o tópico de estudo...19
3.2.3. Perceções dos alunos sobre o tópico de estudo...23
3.3. Atividades realizadas no âmbito do projeto...25
x
3.5. Tratamento dos dados...30
3.6. Apresentação e análise dos resultados...32
CAPÍTULO IV – CONSIDERAÇÕES FINAIS...51
4.1. Introdução...51
4.2. Conclusões do projeto de intervenção pedagógica...51
4.3. Limitações do projeto de intervenção pedagógica...52
4.4. Recomendações didáticas e de investigação...53
4.5. Importância do projeto de intervenção pedagógica no desenvolvimento pessoal e profissional...54
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...57
ANEXOS...61
Anexo1. Planificação do 7ºano relativa ao tema “Atividade Sísmica”...63
Anexo 2. Planificação da atividade prática de construção de um sismógrafo e funcionamento do mesmo numa situação de simulação de sismo...67
Anexo 3. Protocolo experimental da aula prática...71
Anexo 4. Ficha de trabalho relativa à interpretação de registos sísmicos...75
Anexo 5. Material Didático utilizado na exposição oral sobre interpretação de registos sísmicos...81
Anexo 6. Material Didático utilizado na exposição oral sobre as causas que podem estar na origem dos sismos...85
Anexo 7. Material Didático utilizado na exposição oral sobre medição sísmica...91
xi
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Classificações atribuídas pelos alunos a afirmações relativas à origem dos sismos
(n=19) ... ...37
Tabela 2. Classificações atribuídas pelos alunos a afirmações relacionadas com a atividade sísmica em Portugal Continental (n=19) ... 38
Tabela 3. Classificação atribuída pelos alunos da amostra a diferentes afirmações sobre consequências e prevenção dos sismos (n=19) ... 40
Tabela 4. Classificações atribuídas pelos alunos a afirmações relativas ao tema “Sismologia” (n=19) ... 46
Tabela 5. Classificações atribuídas pelos alunos a um conjunto de afirmações sobre a atividade sísmica em Portugal Continental (n=19) ... 47
Tabela 6. Classificação atribuída pelos alunos da amostra a diferentes afirmações sobre sismos (n=19) ... 49
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Caracterização da turma em termos de género. --- 8Gráfico 2. Representatividade das idades dos alunos da turma. --- 8
Gráfico 3. Habilitações literárias dos pais. --- 9
Gráfico 4. Habilitações literárias das mães. --- 9
Gráfico 5. Respostas dos alunos à questão 1 do pré-teste. A - os alunos limitam-se a indicar um sinónimo; B - os alunos apresentam uma definição razoavelmente coerente com o conceito científico; C – os alunos indicam a causa/consequência de um sismo, mas não o definem; D – o aluno apresenta uma resposta disparatada. --- 32
Gráfico 6. Respostas dadas pelos alunos à questão 2 do pré-teste. As respostas foram divididas em três categorias: A – os alunos indicam pelo menos uma causa cientificamente correta; B – os alunos apresentam uma resposta disparatada; C – não respondeu. --- 33
Gráfico 7. Resposta dos alunos à questão 3 do pré-teste. --- 34
xii Gráfico 9. Resposta dos alunos à questão 5 do pré-teste. A – as respostas dos alunos fazem referência a sismógrafos; B – os alunos fazem alusão a um aparelho para medir sismos mas não o identificam; C – os alunos dão uma resposta disparatada; D – não respondeu. --- 36 Gráfico 10. Respostas dos alunos à questão 8 do pré-teste. --- 39 Gráfico 11. Respostas dos alunos à questão 1 do pré e do pós-teste. A - os alunos limitam-se a indicar um sinónimo; B – os alunos apresentam uma definição razoavelmente coerente com o conceito científico; C – os alunos indicam a causa ou a consequência de um sismo, mas não o definem; D – o aluno apresenta uma resposta disparatada. --- 41 Gráfico 12. Respostas dadas pelos alunos à questão 2 do pré e do pós-teste. A – os alunos indicam pelo menos uma causa cientificamente correta; B – os alunos apresentam uma resposta disparatada; C – não respondeu. --- 42 Gráfico 13. Resposta dos alunos à questão 3 do pré-teste e do pós-teste. --- 43 Gráfico 14. Resposta dos alunos à questão 4 do pós-teste. --- 44 Gráfico 15. Resposta dos alunos à questão 5 do pré-teste e do pós-teste. A – as respostas dos alunos fazem referência a sismógrafos; B – os alunos fazem alusão a um aparelho para medir sismos mas não o identificam; C – os alunos dão uma resposta disparatada; D – não respondeu. --- 45 Gráfico 16. Respostas dos alunos à questão 8 do pré-teste. --- 48
1
CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO
1.1. Introdução
Na condução de uma investigação, o investigador é orientado por determinados objetivos operacionais, estes que estão dependentes da natureza dos fenómenos e das variáveis em presença, bem como das condições de maior ou menor controlo em que a investigação vai ocorrer (Almeida & Freire, 2008). O trabalho realizado situa-se numa linha de investigação-ação.
A investigação-ação pode sumariamente definir-se como o estudo de uma situação social cuja finalidade visa melhorar a qualidade de uma ação dentro da mesma. A partir das ações, sua discussão, compreensão e alteração, esperam-se modificações, em concordância, nas situações (Almeida & Freire, 2008).
Ainda de acordo com os mesmos autores, o processo de investigação-ação assenta em três princípios fundamentais: em primeiro lugar, a metodologia da investigação-ação tem sempre aspetos de índole prática a atingir, integrando-se num processo de mudança, onde o saber e a própria mudança se podem construir em simultâneo; em segundo lugar, a metodologia da investigação-ação caracteriza-se por um conjunto de fases de planificação, ação, observação e reflexão; em terceiro lugar, esta investigação requer o envolvimento de outros que não apenas o investigador e os próprios elementos da comunidade integrados na equipa de intervenção.
O impacte da investigação educacional nas práticas educativas não é uma preocupação recente; “(...) um problema-chave com que se defronta a investigação educacional (...) é a sua reconhecida pouca influencia nas práticas educativas” (Cachapuz, 1986 citado por Silva et al.,2012) e que, apesar disso, permanece em aberto. Torna-se, pois, urgente que uma nova atitude perante a Didática das Ciências (re)nasça e seja, cada vez mais, uma ponte entre duas culturas -que tem vivido de costas voltadas-, a cultura de investigação e a cultura de ação” (Cachapuz et al., 2001 citado em Silva et al., 2012, pp. 6).
Neste sentido, a formação de professores terá de ser, sobretudo, um trabalho contínuo de reflexão sobre a ação e a reflexão para a ação (Silva et al., 2012, pp. 7).
Atendendo ao Decreto-lei nº 107/2008, de 25 de junho: “No ensino universitário, o ciclo de estudos conducente ao grau de mestre deve assegurar que o estudante adquira uma especialização de natureza académica com recurso à atividade de investigação, de inovação ou de aprofundamento de competências profissionais”. É neste sentido que se compreende a importância dada à componente investigativa na formação inicial de professores.
2 O presente relatório surge no âmbito da unidade curricular “Estágio Profissional” do 2º ano do Mestrado em Ensino de Biologia e de Geologia no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário e trata do Projeto de Intervenção Pedagógica Supervisionada intitulado “A evolução das ideias dos alunos sobre atividade sísmica: uma intervenção pedagógica com alunos do 7º ano de escolaridade”. A sua elaboração visa a obtenção do grau de mestre em Ensino de Biologia e Geologia no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário.
1.2. Âmbito e contexto do relatório de estágio
Ser professor é o efeito de um processo evolutivo, construído dia a dia e ao longo dos anos, desde o momento da opção pela profissão docente, à custa fundamentalmente, de um saber experiencial, resultante do modo como os professores se apropriam dos saberes de que são portadores, que deverão reconcetualizar; da capacidade de autonomia com que exercem a sua atividade; e do sentimento de que controlam o seu trabalho (Nóvoa, 1991).
A educação é a base do futuro, na generalidade e no particular. E realço o termo educação e não ensino, pois considero que o ensino constitui uma das dimensões em que a educação se revela. Ao educar um aluno estamos a educar-nos também e só ao vê-lo crescer, desenvolver-se e a atingir os objetivos ambicionados, sentimos o quanto gratificante esta profissão poderá ser.
É inquestionável que todos os alunos são diferentes, cada um tem diferentes potencialidades e necessidades. Nesse sentido, considero que cada professor deve adaptar o seu método aos alunos que encontra durante o seu percurso profissional e não apenas restringir-se a um transmissor de conhecimentos. Para tal, é necessário que o professor reflita e avalie as suas práticas pedagógicas, de forma a realizar uma pesquisa sobre a sua prática e conhecer os pontos nos quais deve trabalhar mais para melhorar. Só assim é possível proporcionar o desenvolvimento profissional com vista à concretização de objetivos de carreira. Esta é a postura que eu pretendo adotar na minha prática profissional, pretendo ser uma professora que pesquisa, aplica e reflete, tentando sempre melhorar e aprender tudo o que o que os momentos em que leciono têm para me ensinar.
Como já referi anteriormente, cada professor deve adequar o seu método de ensino às necessidades dos seus alunos. No entanto, é importante o envolvimento ativo do aluno na construção, e acima de tudo, na reconstrução do seu conhecimento, assumindo que é necessário levar em conta os processos de aprendizagem dos alunos, o conhecimento que estes já possuem e as conceções alternativas que estes possuem sobre determinados assuntos.
3 O estágio profissional foi desenvolvido numa escola básica, onde lecionei uma turma de 7º ano de escolaridade, na disciplina Ciências Naturais. O estágio incluiu uma componente de observação de aulas e uma componente de prática pedagógica propriamente dita. Esta última decorreu num período de 21 horas letivas, das quais 6 horas foram dedicadas à implementação da referida intervenção pedagógica.
1.2.1. Observação de aulas
Como já foi referido anteriormente, o estágio profissional encontra-se organizado de forma a que os momentos que antecedem a prática pedagógica correspondam a uma fase de observação de aulas lecionadas pela professora cooperante. O objetivo é proporcionar um melhor conhecimento da turma e delinear uma estratégia pedagógica de acordo com as suas capacidades cognitivas e o seu desempenho, tendo em conta também as suas motivações e limitações.
A observação de aulas decorreu entre os meses de outubro e março e o seu registo foi elaborado tendo em conta quatro categorias centrais: a estrutura da aula, nomeadamente no que diz respeito ao seu desenvolvimento; o papel da professora, tendo em conta a postura adotada na sala de aula, a linguagem utilizada e os recursos didáticos empregues; o comportamento dos alunos, mais propriamente o papel desenvolvido na sala de aula; por fim, as condições da sala de aula, que podem influenciar o ambiente de aprendizagem.
O projeto de intervenção supervisionada aqui apresentado procurou respeitar as características da turma observada e por esse motivo incidiu sobre atividades que despertassem o interesse dos alunos. A turma em questão era muito fraca a nível do aproveitamento escolar, desconcentravam-se facilmente e tinham muitas dificuldades em assimilar a matéria, deste modo foram implementadas as estratégias que pretendiam motivar os alunos, captar o seu interesse e promover a sua participação no desenvolvimento de tarefas, facilitando assim a aprendizagem de novos conteúdos programáticos.
1.2.2. Prática Pedagógica
No que se refere à prática pedagógica, esta decorreu entre os meses de abril e junho e como também já foi mencionado anteriormente englobou duas componentes, uma consistiu na lecionação de conteúdos programáticos relacionados com a dinâmica externa da terra, outra consistiu na intervenção pedagógica que incidiu sobre o subdomínio “Consequências da dinâmica interna da terra”, mais especificamente sobre o tema “Atividade Sísmica”, como a seguir se refere.
4 A intervenção pedagógica assentou especificamente em dois vetores principais, numa perspetiva construtivista da aprendizagem, adequando-se a um modelo de ensino orientado para a reestruturação e/ou evolução das ideias dos alunos e simultaneamente privilegiando as atividades práticas, por forma a propiciar aos alunos o contato com evidências cognitivas, atitudionais e procedimentais, suscetíveis a favorecer a evolução das referidas ideias.
A temática abordada para a intervenção foi a atividade sísmica.
A atividade sísmica é um importante testemunho da dinâmica interna da terra do Planeta, constituindo um fenómeno que desde sempre despertou reações de fascínio e de curiosidade, mas também de medo (Carrajola et al., 2012).
Tal como acima referido procurou-se fazer um levantamento sobre as conceções dos alunos sobre esta temática. Além da importância didática, a identificação de conceções alternativas torna-se particularmente importante, uma vez que o tema em questão é muitas vezes responsável por trágicas situações de devastação e morte. Neste sentido, o reconhecimento das referidas conceções adquire uma importância fundamental para a proteção civil.
Delinearam-se estratégias que levam em conta quer as ideias dos alunos quer um conjunto de atividades capazes de promover a reconstrução/evolução dessas ideias. De entre as estratégias delineadas merece uma referência especial o recurso a uma atividade prática de construção de um sismógrafo e funcionamento do mesmo numa situação de simulação de sismos e o recurso a materiais audiovisuais na abordagem de alguns conteúdos programáticos.
Embora considerem que a realização de atividades laboratoriais não é suficiente para a construção de explicações cientificamente aceites sobre os fenómenos físicos (Hodson,1994), os especialistas em educação em ciências (Jenkins, 1998) concordam que este tipo de atividades deveria fazer parte integrante do currículo de ciências, pois pode constituir-se como um recurso didático importante na facilitação da compreensão desses fenómenos e no desenvolvimento de competências que lhes permitam continuar a aprender sobre eles ao longo da vida (Dourado & Leite, 2008).
A construção de um sismógrafo “funciona como um mecanismo capaz de reproduzir virtualmente uma situação real (ou que poderia ser real) e, assim, oferece a oportunidade de se observar os efeitos de um determinado fenómeno sem que este ocorra na realidade. Pode definir-se, então, uma simulação como uma representação ou modelo do real e pode ser extremamente útil no domínio da docência quando a experiência real for impossível de reproduzir-se. Posto isto, as simulações permitem despertar e aumentar o interesse dos alunos, visto que eles podem controlá-las
5 ao mesmo tempo em que percebem os mecanismos envolvidos, sendo, neste caso, induzida uma aprendizagem mais fácil e rápida” (Justi, 2006 citado por Novais 2011, pp. 15).
Denota-se ainda que o recurso a materiais audiovisuais é capaz de captar o interesse dos alunos, por forma a motivar a sua aprendizagem e desenvolver o seu espírito científico.
Aguiar (2002), afirma que apesar de ainda se estar bastante longe de conhecer todas as potencialidades educativas das novas tecnologias, é já claro que o seu impacte no sistema de educação formal será com certeza muito maior do que o de outras tecnologias anteriormente aplicadas à educação. São, por isso, um recurso que não pode ser desprezado, especialmente quando nos encontramos inseridos numa sociedade de informação. Os sistemas multimédia oferecem à educação uma boa oportunidade para expandir os métodos convencionais e as estratégias tradicionais de aprendizagem e de ensino.
1.3. Estrutura Geral de Relatório
Este relatório encontra-se dividido em quatro capítulos.
O primeiro capítulo, designado Introdução, consiste em apresentar sumariamente o âmbito e contexto deste relatório, bem como o tema e a importância da intervenção pedagógica realizada.
No segundo capítulo, relativo ao plano de intervenção, proceder-se-á à caracterização do referido plano, nomeadamente no que diz respeito à instituição escolar e à turma onde foi implementado. Será ainda justificada a relevância desta intervenção à luz da literatura, apresentando o seu enquadramento teórico. Por fim, indicar-se-ão os objetivos da intervenção pedagógica realizada.
No terceiro capítulo, desenvolvimento e avaliação da intervenção, será descrito detalhadamente o processo de intervenção, discriminando a fase de observação e a fase da ação. Serão também apresentados os dados recolhidos no âmbito da investigação realizada, bem como os resultados da mesma.
Por fim, no quarto capítulo, serão apresentadas as conclusões retiradas de todo o processo da intervenção educativa.
7
CAPÍTULO II – CONTEXTO E PLANO GERAL DA INTERVENÇÃO
2.1. Introdução
Neste capítulo, irá proceder-se à caracterização do plano de intervenção pedagógica. Serão apresentados os objetivos da referida intervenção, bem como a caracterização da escola e da turma na qual esta foi implementada. Por fim, será justificada a relevância desta intervenção à luz da literatura, apresentando o seu enquadramento teórico.
2.2. Caracterização da escola
A escola onde foi realizado o estágio profissional e a respetiva intervenção pedagógica supervisionada localiza-se na freguesia de S. Lázaro no concelho de Braga.
Esta escola foi inaugurada em 1971/72 e o edifício atual abriu com cerca de 1900 alunos, já com 30 a 31 alunos por turma. Pela sua situação e pelos bons acessos, a escola funcionou sempre como pólo atrativo, sofrendo grandes pressões para a frequência dos alunos. A escola funciona como sede do Agrupamento (Projeto educativo da escola, 2009-2013).
O Agrupamento está situado no centro da cidade de Braga e apresenta, hoje, a sua configuração definitiva de rede educativa (Projeto educativo da escola, 2009-2013). Com o objetivo de encontrar melhores respostas às necessidades atuais das comunidades educativas, levou à criação de uma política de rede educativa, numa lógica de ordenamento do território, de descentralização e de desenvolvimento económico, social e cultural sustentado e equilibrado (Projeto educativo da escola, 2009-2013).
Atualmente, o agrupamento integra cinco estabelecimentos de educação e ensino: a Escola Básica do Carandá, a Escola Básica com Educação Pré-Escolar de S. Lázaro, o Centro Escolar de Ponte Pedrinha, o Centro Escolar do Fujacal e a escola-sede. A escola-sede está a sofrer profundas obras de requalificação e as atividades estão a ser desenvolvidas, provisoriamente, em “contentores” específicos. (Inspeção-Geral da Educação e Ciência, 2013).
Segundo a análise do Relatório de Avaliação Externa da escola, o agrupamento é frequentado, no ano letivo 2012/2013, por 2005 crianças e alunos, sendo que a escola sede é frequentada por 973.
A mesma análise permitiu constatar que o agrupamento revela pontos fortes no que diz respeito ao desenvolvimento de iniciativas de combate e prevenção da indisciplina com reflexos no bom ambiente educativo e desenvolve práticas diferenciadas e eficazes de apoio aos alunos, promotoras da inclusão social e com impacto positivo nos resultados escolares.
8 No entanto, o Agrupamento deve incidir mais esforços na consolidação das práticas organizacionais e pedagógicas, em ordem à melhoria da quantidade e qualidade dos índices do sucesso escolar.
A escola em questão tem correspondido sempre que solicitado pelas universidades à criação de núcleos de estágio, visto que a estabilidade e o profissionalismo do seu corpo docente pode contribuir para a formação inicial de professores (Projeto educativo da escola, 2009-2013).
Esta escola organiza-se como uma comunidade, e atendendo à durável permanência da maioria dos alunos na escola, é disponibilizada uma gama de serviços úteis mesmo funcionando em “contentores”, como: refeitório, bar, reprografia, polivalente, sala de dança, sala de teatro, biblioteca equipada com computadores (todos os computadores da escola estão ligados em rede à Internet). A escola dispõe ainda de apoio médico e assistência psicológica aos seus alunos. As salas de aula reúnem condições em termos de material e de espaço que possibilitam um melhor desempenho profissional do docente e uma melhor aprendizagem por parte dos alunos.
A escola apoia alunos e professores no desenvolvimento de vários projetos como a publicação da revista “Renascer”, onde são divulgadas as atividades realizadas no agrupamento.
2.3. Caracterização da turma
O desenvolvimento do estágio profissional referido neste relatório bem como a intervenção pedagógica incidiu sobre uma turma de 7º ano de escolaridade. A turma em questão é constituída por 20 alunos, dos quais são nove raparigas e onze são rapazes (gráfico 1). Destes 20 alunos, seis são repetentes, um dos quais repetente do ano em questão. A média de idades destes alunos situa-se nos 12 anos (gráfico 2).
Gráfico 1. Caracterização da turma em termos de género.
Gráfico 2. Representatividade das idades dos alunos da turma.
9 De um modo geral, a turma caracteriza-se por ser uma turma com dificuldades, tanto a nível socioeconómico como a nível da aprendizagem. No que diz respeito ao comportamento, existem algumas dificuldades no cumprimento de determinadas regras, mas no geral são bem comportados e não perturbam as aulas, têm apenas, por vezes, algumas dificuldades em aceitar as chamadas de atenção.
As habilitações literárias tanto dos pais (gráfico 3), como das mães (gráfico 4), vão desde o ensino básico à licenciatura, sendo que a maioria dos pais possui um grau do ensino básico.
O conhecimento das habilitações literárias dos pais pode constituir uma forma de perceção do apoio ao estudo que os alunos poderão ter em casa.
Gráfico 3. Habilitações literárias dos pais.
10
2.4. Enquadramento teórico
2.4.1. Ensino-aprendizagem das ciências
No enquadramento teórico faz-se uma breve abordagem da perspetiva construtivista e da importância do reconhecimento da existência de conceções alternativas para o processo de ensino-aprendizagem.
2.4.1.1.
Perspetiva Construtivista
Nas últimas décadas, apesar da existência de várias teorias de aprendizagem, o construtivismo foi o movimento predominante, sobretudo na pesquisa em ensino de ciências. A incorporação de uma abordagem construtivista assumiu, nas últimas décadas, o mais relevante contributo para a didática das ciências e o construtivismo tornou-se uma referência imprescindível quer para a investigação quer para a prática em educação em ciências (Gil et al., 1999, citado por Borges, 2002).
No Construtivismo, os níveis de conhecimento vão sendo construídos indefinidamente durante as interações entre o sujeito e o meio (Ferreira, 1998 citado por Albino & Lima, 2008).
Assumindo a orientação construtivista para o ensino e a aprendizagem das ciências, o processo educativo, por oposição à memorização simples e rotineira de conceitos e/ou procedimentos, deverá centrar-se no sujeito que aprende, o aluno, e guiar-se por princípios a seguir se destacam: a aprendizagem de conceitos faz-se em idades precoces; desde cedo as crianças começam a desenvolver progressivamente as suas próprias conceções acerca do mundo, a estar atentas a determinadas regularidades e a identificá-las através de uma designação; conceções ingénuas de determinadas regularidades são comuns a muitas pessoas e encontram-se, por vezes, muito enraizadas na forma de pensar e de agir dos indivíduos, afetando claramente as aprendizagens; e o conhecimento do aluno influencia aquilo que ele procura conhecer ou aquilo que outros procuram que ele conheça (Martins et al., 2007, pp. 26).
São vários os modelos construtivistas de ensino das Ciências, mas em todos eles se acentua, como característica essencial, o papel das conceções pré-existentes (Martins et al., 2007).
As crianças começam desde cedo a tentar compreender o mundo que as rodeia e, em consequência, constroem ideias e modelos para os fenómenos com que contactam. A principal consequência deste tipo de construção de ideias é que satisfaz as necessidades explicativas da criança mas cujo conteúdo difere do aceite pela comunidade científica (Leite, 2002, pp.1). Assim, a aprendizagem formal das ciências requer contextos de aprendizagem, devidamente selecionados e
11 controlados, que promovam o desenvolvimento das ideias que os alunos já possuem mas que, simultaneamente, os levem a aperfeiçoar as suas metodologias de construção do conhecimento e possibilitem a construção de conhecimentos cada vez mais próximos dos cientificamente aceites (Leite, 2002, pp.1).
Nesta perspetiva, o aluno é considerado um sujeito em construção (cognitivamente ativo), que se autorregula e autotransforma à medida que (re)organiza e desenvolve o seu sistema cognitivo, com base no confronto entre as suas ideias prévias e os conceitos científicos, confronto esse capaz de gerar a pretendida mudança conceptual (Cachapuz et al., 2002 citado por Escalhão, 2010, pp.6).
O professor passa a ser um organizador de estratégias intencionais, que provocam, muitas vezes, conflito cognitivo (provoca dúvidas e vacilações, incentiva a interação e a cooperação entre os alunos) ajudando os alunos a transformar estruturas conceptuais, levando-os a reorganizar os seus conceitos de uma forma qualitativamente diferente (Cachapuz et al., 2002 citado por Escalhão, 2010, pp.6). Além de dominar os conteúdos científicos, o professor tem também de conhecer as conceções alternativas dos alunos de modo a entender o significado atribuído aos conhecimentos explícitos e implícitos dos alunos e, deste modo, promover a alteração dos seus conhecimentos prévios para conhecimentos científicos organizados.
Segundo Giordan (1997) citado por Escalhão (2010, pp.7), o ensino por mudança conceptual envolve três etapas: 1) Fase de pesquisa das ideias prévias dos alunos, em particular das suas conceções alternativas; 2) Fase de reestruturação conceptual, através da exploração de conflitos cognitivos, de forma a preparar a introdução das conceções científicas; 3) Fase de aplicação das versões científicas (novos conceitos em diferentes contextos, dando-lhes consistência de plausibilidade e produtividade das novas ideias).
Um ensino de inspiração construtivista promove a mudança concetual e facilita a aprendizagem significativa (Moreira et al., 1997). Promover nos alunos um espirito crítico e um ensino mais virado para as experimentações é muito importante, uma vez que, participando no processo de construção do ensino, os alunos tornam-se mais interessados e compreendem melhor os conteúdos.
2.4.1.2.
Importância das conceções alternativas
O ser humano vai, ao longo da vida, construindo crenças, convicções e expetativas acerca do mundo que o rodeia, mesmo antes de ter recebido qualquer educação formal sobre esses temas (Freitas, 1995).
12 Segundo vários estudos realizados, e tal como é referido por Menino & Correia (2001, pp.97), “as crianças chegam à escola cheias de ideias, conceitos e explicações acerca de tudo o que as rodeia”. Estas representações que cada indivíduo faz do mundo que o rodeia, consoante a sua própria forma de ver o mundo e de se ver a si próprio constituem aquilo a que nós chamamos de conceções alternativas (Menino & Correia, 2001).
Cachapuz (1995), referenciado em Martins et al. (2007, pp. 28), afirma que essas conceções são as ideias que aparecem como alternativas a versões científicas de momento aceites, não podendo ser encaradas como distrações, lapsos de memória ou erros de cálculo, mas sim como potenciais modelos explicativos resultantes de um esforço consciente de teorização. Têm uma natureza estrutural, sistemática, através da qual o aluno procura interpretar o mundo, dando sentido às relações entre objetos e às relações sociais e culturais que se estabelecem com esses objetos (Martins et al., 200, pp. 30).
Também Duarte (1992) afirma que as conceções alternativas são representações subjetivas que cada individuo faz do mundo que o rodeia e uma das suas principais características é a sua resistência à mudança, uma vez que se encontram enraizadas nas mentes dos alunos e por isso é tão difícil a reconstrução do conhecimento (Arruda & Villani, 1994). A existência das conceções alternativas pode ser responsável por resultados de ensino não previstos e não desejados pelo professor (Duarte, 1992), uma vez que a sua existência pode dificultar a compreensão dos conceitos científicos.
As conceções alternativas são bastante importantes e deverão assumir “um papel central, porque todo o trabalho realizado na aula deve fazer-se de tal modo que os alunos sejam estimulados a apresentar, questionar e testar as suas ideias e convicções, para que estas ao invés de constituírem uma barreira à aprendizagem, sejam antes facilitadoras dessa mesma aprendizagem” (Menino & Correia, 2001, pp.98).
Conhecer as conceções alternativas dos alunos é muito importante, uma vez que permite planear as atividades pedagógicas pois, segundo Pozo (1998), citado por Oliveira (2005), a utilização das conceções alternativas visa organizar e dar sentido às diversas situações de ensino e conteúdos a serem ministrados (Oliveira, 2005), de modo a promover a mudança concetual no aluno, ou seja, criar todas as condições para que o aluno abandone as suas crenças e adote aquilo que são as conceções corretas (Arruda & Villani, 1994), isto é, promovendo a evolução do seu conhecimento.
O professor deverá assumir um importante papel, na medida em que deverá ser ele a identificar as conceções alternativas dos alunos para que, “tomando como ponto de partida essas ideias, possa
13 dar à criança a oportunidade de explorar factos e fenómenos”, ajudando-a na progressão das suas ideias, tornando-se cientificamente aceitáveis (Menino & Correia, 2001, pp.98).
2.4.2. Estratégias de ensino-aprendizagem
“Os recursos (designados também por recursos auxiliares ou meios auxiliares) incluem todos os materiais que o professor utiliza no seu trabalho de forma a que o processo de aprendizagem se torne mais eficaz. Constituem um material precioso no ensino e um complemento necessário para atingir os objetivos de aprendizagem” (Aguiar, 2002, pp.12).
Explicitam-se em seguida algumas das estratégias de ensino-aprendizagem relevantes para o presente trabalho.
2.4.2.1.
As tecnologias de informação no processo de ensino-aprendizagem
A utilização do computador é algo que tem sido implementado nas escolas nos últimos anos. Todas as salas de aula estão atualmente providas com equipamentos informáticos e multimédia que constituem um instrumento de trabalho que entre tantas possibilidades, permitem explorações mais completas e avançadas de determinados conteúdos e possibilitam a construção de materiais de qualidade superior aos métodos convencionais.
O termo multimédia refere-se à combinação de texto, imagem e som, em aplicações que se encontram ao nosso dispor a partir de um computador ou outro suporte eletrónico.
“A integração dos sistemas multimédia no ensino vai permitir a definição de um ambiente conceptual não linear, multifacetado e multidimensionado. Assim, a construção do conhecimento é ativamente participada pelo aluno, onde a interação computador/aluno ganha uma dimensão particularmente relevante” (Aguiar, 2002, pp.74).
Nomeadamente no que diz respeito ao ensino da Geologia, o computador e os materiais audiovisuais desempenham um importante papel, uma vez que, tal como afirma Aguiar (2002), proporcionam a simulação de fenómenos geológicos de difícil ou impossível concretização na sala de aula ou de observação no campo e permitem desta forma possibilitar a reconstrução do conhecimento dos alunos sobre este tema.
“Neste momento, algumas das suas potencialidades são já aproveitadas no ensino desta ciência, como: no armazenamento e uso de informação, na representação gráfica de dados e estruturas, na análise numérica, na aquisição de dados e controlo experimental, na modelação e simulação, etc.” (Aguiar, 2002, pp.15).
14 Por fim, importa referir que “os professores têm de saber verificar se os objetivos educacionais, propostos por cada programa, são adequados para os seus alunos e se podem ser, de facto, alcançados através do seu uso. A avaliação de materiais educativos deve contemplar diversas categorias, incluindo a qualidade educacional, a flexibilidade e a adaptabilidade às características dos alunos, a qualidade técnica (incluindo a robustez e a facilidade de utilização) e a qualidade dos materiais de suporte” (Aguiar, 2002, pp.20).
2.4.2.2.
As atividades práticas como uma estratégia de ensino-aprendizagem
O ensino das ciências envolve fenómenos do quotidiano, com os quais os alunos já se encontram familiarizados, mas cuja compreensão no contexto de sala de aula, apresenta exigências diferentes das que apresenta no contexto do dia a dia (Leach & Scott, 2000 citado por Leite, 2002). A aprendizagem formal das ciências requer contextos de aprendizagem, selecionados e controlados, que visem a promoção do desenvolvimento das ideias que os alunos já possuem e que, ao mesmo tempo, os levem a aperfeiçoar as suas metodologias de construção de conhecimento, com a finalidade de, no dia a dia, passarem a usar metodologias de abordagem mais potentes e que lhes possibilite construir conhecimentos cada vez mais próximos dos cientificamente aceites. Por esta razão, nas aulas de ciências, além de se ensinar ciências, é necessário também fazer ciência (Leite, 2002).“Para compreenderem os fenómenos físicos e, simultaneamente, irem desenvolvendo a sua literacia científica nas diversas vertentes, os alunos precisam, não só de conhecer esses fenómenos mas também de ter oportunidade de os analisar, compreender e explicar” (Dourado & Leite, 2008, pp.1). Neste sentido, as atividades práticas podem constituir um recurso capaz de satisfazer estas condições.
Entende-se por atividade prática qualquer atividade em que o aluno está ativamente envolvido (Hodson, 1988 citado por Leite, 2002). Esta, pode incluir o trabalho laboratorial, os trabalhos de campo, o trabalho experimental, atividades de resolução de exercícios ou problemas de lápis e papel, entre outros.
As atividades laboratoriais, um dos tipos mais frequentes de atividades práticas e, segundo Tamir (1991) citado por Figueiroa (2003), tem-se afirmado no currículo de ciências, apresentando-se como parte integrante da disciplina.
Tal como afirma esta autora, o trabalho laboratorial continua a ser incontestado pela educação em ciências e apoiado pela generalidade dos professores de ciências, e é segundo Dourado & Leite
15 (2008), talvez, o recurso didático que mais tem concentrado a atenção de educadores e investigadores da área da Educação em Ciências.
Apesar da discussão, com mais de um século, em torno da questão da utilização das atividades laboratoriais no ensino das ciências, elas são constantemente consideradas como recurso de grande valor na Educação em Ciências e, particularmente, na Educação em Geologia. A Geologia, como qualquer outra ciência, compreende conceitos e técnicas passíveis de uma lecionação com recurso a todo tipo de atividades laboratoriais (Leite, 2006; Dourado, 2010). Contudo, esta ciência dota-se de especificidades, como sejam a grande escala temporal e dimensão geográfica, incompatíveis com a duração de uma qualquer aula ou com as dimensões de qualquer laboratório, que dificultam ou impossibilitam a reprodução de alguns dos seus fenómenos nos laboratórios de ciências (Dourado & Leite, 2008). Estas dificuldades não poderão, no entanto, levar à não realização de atividades laboratoriais em Geologia, mas sim à procura de alternativas que facilitem a aprendizagem destes fenómenos, podendo a solução passar pelo recurso, em laboratório escolar, a modelos de fenómenos e de processos geológicos, ultrapassando-se, assim, pelo menos de forma parcial, as dificuldades associadas à realização de atividades laboratoriais no ensino das Ciências da Terra (Dourado, 2010).
No entanto, devemos estar também conscientes do problema atual ligado à implementação das atividades laboratoriais em contexto de sala de aula. É necessário saber qual a melhor forma de fazer uma “boa” atividade laboratorial, mas hoje em dia, a maior parte do trabalho laboratorial efetuado nas escolas em Portugal é baseado em protocolos que conduzem sempre a um único resultado possível. Cabe então aos professores exercer um pensamento crítico sobre as atividades laboratoriais presentes nos manuais escolares e se necessário adaptá-las de forma a promover o conhecimento e aprendizagem dos alunos.
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2.5. Objetivos da intervenção pedagógica
O projeto de intervenção pedagógica supervisionada sob o tema “O ensino de fenómenos sísmicos no 7º ano de escolaridade com recurso a atividades práticas” assenta nos seguintes objetivos gerais:
Detetar as conceções dos alunos no que diz respeito a diversos aspetos da temática “A Sismologia”.
Planear e implementar uma intervenção pedagógica, que leve em conta as conceções detetadas no ponto anterior, com a finalidade de possibilitar a evolução das referidas ideias e sua aproximação aos conceitos científicos.
Avaliar o impacto da referida intervenção pedagógica na evolução das ideias dos alunos.
Motivar os alunos para a aprendizagem da ciência, de modo a consciencializa-los para a sua real importância nas atividades do dia a dia.
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CAPÍTULO III – DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DA INTERVENÇÃO
3.1. Introdução
Neste capítulo será apresentado o tema de estudo, atividade sísmica, trabalhado durante a intervenção pedagógica, bem como a sua integração no currículo e as perceções dos alunos sobre esta temática. Proceder-se-á a uma descrição detalhada das atividades realizadas no âmbito do projeto e dos instrumentos de recolha de dados. Serão ainda apresentados os resultados obtidos como consequência da intervenção pedagógica.
3.2. Tópico de estudo – atividade sísmica
3.2.1.Enquadramento do tópico de estudo no currículo
A referência central para o desenvolvimento do currículo foi, durante algum tempo, o documento “Currículo Nacional do Ensino Básico – Competências Essenciais”. No entanto, e de acordo com o Despacho n.º17169/2011 este documento “continha uma série de insuficiências que na altura foram debatidas, mas não ultrapassadas, e que, ao longo dos anos, se vieram a revelar questionáveis ou mesmo prejudiciais na orientação do ensino”. Nesse sentido, foram elaborados documentos clarificadores das prioridades nos conteúdos fundamentais dos programas; esses documentos constituirão as metas de aprendizagem (Despacho n.º17169/2011).
As metas de aprendizagem de ciências pretendem traduzir e enunciar as aprendizagens a alcançar e a evidenciar pelos alunos, explicitamente, no final de cada um dos 3 Ciclos (DGIDC, 2011).
De acordo com o Currículo Nacional do Ensino Básico, a meta final no subdomínio “Dinâmica Interna da Terra” é: “O aluno explica a dinâmica da Terra associada ao movimento das placas litosféricas (Teoria da Tectónica de Placas) recorrendo a modelos da sua estrutura interna e identificando os vulcões e os sismos como as suas consequências”.
Por outro lado, fazem parte das metas intermédias a adquirir por parte dos alunos do 3º ciclo, nomeadamente no que diz que respeito à atividade sísmica, as seguintes:
O aluno associa sismos a uma libertação de energia acumulada nas rochas e libertada no hipocentro sob a forma de ondas sísmicas, detetadas pelos sismógrafos, e registadas em sismogramas;
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O aluno diferencia, quanto aos pressupostos em que se baseiam (danos causados e quantidade de energia libertada), as escalas de Mercalli modificada e de Richter, utilizadas para avaliar um sismo;
O aluno interpreta cartas de isossistas identificando o epicentro do sismo e discute fatores que determinam os estragos verificados;
O aluno identifica medidas de prevenção e proteção da população quanto à atividade sísmica, em particular na área da construção civil e das atitudes e comportamentos individuais e coletivos;
O aluno justifica a importância dos Centros de Vulcanologia e Institutos de Geofísica no estudo da atividade sísmica e vulcânica, nomeadamente na sua previsão e prevenção (DGIDC, 2011).
A atividade sísmica insere-se no tema geral “Terra em Transformação” pertencente ao programa de ciências dos três ciclos do ensino básico. Segundo este documento, com este tema “pretende-se que os alunos adquiram conhecimentos relacionados com os elementos constituintes da terra e com os fenómenos que nela ocorrem” (DEB, 2001).
Relativamente ao estudo dos sismos, neste documento são propostas algumas atividades que visam uma melhor assimilação dos conteúdos por partes dos alunos. O documento recomenda a realização de atividades tais como: o recurso aos media, através da consulta, por exemplo, de notícias de jornais; a realização de visitas de estudo, por exemplo, ao Instituto de Meteorologia e Geofísica, de maneira a proporcionar aos alunos situações de contacto com inventos tecnológicos, como os sismógrafos e os sismogramas, indispensáveis ao estudo dos sismos; por fim, o documento ainda aconselha a realização de um exercício de simulação da ocorrência de um sismo, de forma a consciencializar os alunos para a importância da prevenção sísmica e ensinar medidas a adotar antes, depois e após uma ocorrência sísmica (DEB, 2001).
O Decreto-Lei n.º 6/2001, de 18 de janeiro, aprova a organização curricular do 7º ano de escolaridade, estabelecendo quer os princípios que orientam a organização e a gestão do currículo, quer a avaliação da aprendizagem e do processo de desenvolvimento do currículo nacional (Decreto-Lei n.º 94/2011).
A utilização de atividades práticas, em que a intervenção se baseou, vai de encontro ao estipulado no Decreto-Lei acima referido que, na alínea e) do Artigo 3.º, determina, como princípio orientador, a “valorização das aprendizagens experimentais nas diferentes áreas e disciplinas, em
19 particular, e com caráter obrigatório, no ensino das ciências, promovendo a integração das dimensões teórica e prática” (Decreto Lei n.º 94/2011).
3.2.2. Breves considerações teóricas sobre o tópico de estudo
Sismos - definição e causas“Ao longo dos 4600 milhões de anos da história do nosso planeta, a agitação interna da Terra não parou, causando milhares de abalos sísmicos por ano” (Antunes et al.,2012, pp. 160). Estes, constituem um dos mais terríveis fenómenos naturais, quer pela sua grande capacidade de destruição, quer pela sua imprevisibilidade, no estado atual dos conhecimentos (Aguiar, 2002).
Os sismos, ou tremores de terra, de cujo estudo se ocupa a Sismologia, são movimentos vibratórios com origem nas camadas superiores da Terra, provocados pela libertação de energia (Dias et al., 2008, pp. 174).
Atualmente sabe-se que a principal causa dos sismos está relacionada com forças que atuam lenta e permanentemente sobre as rochas, sendo a vibração do solo durante o sismo causada, maioritariamente, pela libertação súbita da energia acumulada nas rochas deformadas (Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995 citado por Escalhão, 2010).
A superfície terrestre está dividida em placas litosféricas que se encontram em movimento. Este movimento permite a acumulação, nas suas fronteiras, de colossais quantidades de energia, durante anos, séculos ou milénios (Dias et al., 2008).
A explicação vulgarmente mais aceite para a origem dos sismos é o “modelo do ressalto elástico”, baseado na deformação elástica das rochas. Em termos gerais, quando a litosfera fica submetida a tensões, a maior parte das vezes por movimentos e deformação ocorridas na litosfera, vai-se acumulando progressivamente energia. Quando o limite de elasticidade é atingido, dá-vai-se uma ou várias ruturas que se traduzem por falhas. A energia bruscamente libertada, acompanhada pelo deslocamento dos dois blocos rochosos, ao longo destas falhas origina os sismos (Escalhão, 2010).
“Muitas vezes, as grandes roturas das rochas da crosta são precedidas por pequenos abalos sísmicos, ditos por isso abalos premonitórios, que prenunciam um grande abalo. As réplicas, sismos de menor intensidade que a do abalo principal, podem suceder-se àquele, durante os dias ou mesmo semanas seguintes” (Aguiar, 2002, pp.46).
O local do interior da geosfera onde ocorre a libertação da energia sísmica designa-se foco ou hipocentro. O local à superfície da Terra, situado na vertical do foco, chama-se epicentro.
20 “A profundidade a que se encontra o hipocentro varia desde a superfície até aos 700 km de profundidade. Os sismos podem então classificar-se em: sismos superficiais (com hipocentro entre os 0-70 km de profundidade), sismos intermédios (com hipocentro entre os 70-300 km de profundidade) e sismos profundos (com hipocentro entre os 300-700 km de profundidade) ” (Chernicoff & Venkatakrishnan, 1995 citado por Escalhão, 2010, pp.24).
Dentro dos sismos ocorridos por causas naturais, para além dos sismos tectónicos, associados a falhas ativas, podem ainda considerar-se os sismos vulcânicos e os sismos secundários. Os sismos vulcânicos são sismos associados a fenómenos eruptivos, circunscrevendo-se às regiões vulcânicas. Por sua vez, os sismos secundários resultam de acontecimentos geológicos locais como, por exemplo, o abatimento natural de grutas ou o desprendimento de terrenos.
Das causas antrópicas que podem estar na origem de um sismo, podem referir-se a título de exemplo a extração de recursos, obras de engenharia ou a atividade industrial.
“Quando os sismos são gerados na litosfera oceânica, com alteração da topografia do fundo marinho, gera-se uma perturbação da massa de água que se propaga em todas as direções. Tsunami é o nome adotado genericamente pela comunidade científica para designar este conjunto de ondas gerado por uma súbita perturbação do fundo marinho. Estas vagas (envolvendo uma massa de água desde a superfície ao fundo do oceano) deslocam-se a uma velocidade de cerca de 800-900 km/h. Quando se aproximam das orlas costeiras, a velocidade e o comprimento de onda diminuem bruscamente, por ação da subida do solo. Quando a parte da frente abranda, a água de trás empurra-a e faz a amplitude aumentar para valores da ordem dos 5 m a 20 m” (Press & Siever, 2001 citado por Escalhão, 2010, PP.25).
Registo dos sismos
A passagem das ondas sísmicas pode ser captada e registada através de aparelhos de precisão, designados sismógrafos. Os registos produzidos designam-se por sismogramas. Estes registos permitem detetar a hora de ocorrência do sismo, a distância epicentral e a quantidade de energia libertada no foco sísmico (Carrajola et al., 2012)
“Antes da existência de instrumentos de registo, a sismicidade que afetava uma determinada região era relatada em documentos históricos, os quais são utilizados para confirmar a ocorrência de sismos passados e estimar a frequência temporal da sua ocorrência em determinadas regiões” (Costa, 2005 citado por Escalhão, 2010, pp. 28).
21 Nas estações sismográficas são utilizados três sismógrafos. Dois deles destinam-se à medição de duas componentes horizontais, perpendiculares entre si, do movimento (norte/sul e leste/oeste) e o terceiro à componente vertical (Dias et al., 2008).
Medição dos sismos
Como já foi referido, os abalos sísmicos correspondem a rápidas e bruscas vibrações do solo, cujos efeitos à superfície podem ir de simples registos nos sismógrafos e, portanto impercetíveis para o Homem – microssismos. Outros podem ser sentidospelas populações, podendo causar danos mais ou menos catastróficos - macrossismos.
Assim, “atendendo a que os sismos não são todos iguais, há necessidade de os comparar entre si e classificá-los, o que implica a existência de uma ou mais escalas de medida” (Escalhão, 2010, pp.28). Os sismos são então avaliados segundo a sua magnitude e a sua intensidade. A medida de energia libertada no hipocentro de um sismo é designada por magnitude e a intensidade, por sua vez, mede os efeitos que o sismo provoca nas populações, nas construções e no ambiente.
“A intensidade de um sismo depende, entre outros fatores: da quantidade de energia libertada no foco, sendo um sismo tanto mais intenso quanto maior a quantidade de energia libertada; da profundidade do foco, na medida em que a capacidade vibratória das ondas sísmicas internas (P e S) diminui à medida que elas se afastam do seu ponto de origem, diminuindo, também, a intensidade sísmica; da distância ao epicentro, na medida em que a capacidade vibratória das ondas sísmicas superficiais (de Love e de Rayleigh) diminui à medida que elas se afastam do seu ponto de origem, diminuindo, também, a intensidade sísmica; da natureza do subsolo, isto é, da resposta das rochas (compactas ou não consolidadas, como é o caso das areias e das argilas) que constituem o solo, à passagem das ondas sísmicas; a possível fluidização das rochas é um fator de grande instabilidade“ (Aguiar, 2002, pp.49).
Para avaliar a intensidade de um sismo numa determinada área, utiliza-se a Escala de Mercalli modificada, também conhecida por escala internacional. Esta corresponde a uma escala qualitativa, isto é, avalia a intensidade em função do grau de perceção das vibrações, pela população que sentiu o sismo, e do seu grau de destruição. (Dias et al., 2008)
Sendo uma escala que se baseia em inquéritos para a recolha de dados, é certamente, uma escala imprecisa, graduada de I (sismo é apenas detetado pelos sismógrafos) até XII (alteração da paisagem com enormes fraturas no solo). (Dias et al., 2008)
22 Para calcular a quantidade de energia libertada no foco utiliza-se a Escala de Richter. Nesta escala cada magnitude corresponde a uma energia libertada cerca de trinta vezes superior à da magnitude precedente (Press & Siever, 2001 ciatado por Escalhão, 2010).
“A escala de Richter é uma escala aberta, quer inferior quer superiormente. A escala é logarítmica, o que significa que a subida de uma unidade no valor da magnitude corresponde a uma libertação de energia 10 vezes maior da que no sismo de menor magnitude” (Aguiar, 2002, pp.51).
Sismicidade em Portugal
Portugal Continental, no contexto da tectónica de placas, situa-se na Placa Euroasiática, limitada a sul pela Falha Açores-Gibraltar e a oeste pela Dorsal Médio-Atlântica. O movimento das placas caracteriza-se pelo deslocamento para norte da Placa Africana e pelo movimento divergente na dorsal atlântica. Por este motivo e de acordo com a carta de isossistas de intensidade máxima, pode-se concluir que Portugal é um país de risco sísmico moderado, sendo que as maiores concentrações demográficas se situam no litoral, precisamente nas áreas de maior risco (Dias et al., 2008).
Os dados históricos revelam a existência de numerosos sismos, principalmente no Sul do continente e na região dos Açores.
“Os sismos mais destruidores, referenciados até hoje foram os de 1344, que destruiu a cúpula -mor da Sé de Lisboa; 1531, que destruiu cerca de 150 casas da antiga Lisboa; 1755, ocorreu o grande terramoto de Lisboa; 1909, com epicentro no vale do Tejo, na região de Benavente; 1969, o sismo que atingiu o sudoeste de Portugal. A sismicidade no arquipélago dos Açores é frequente e está normalmente associada a fenómenos vulcânicos. Em 1980 ocorreu um violento sismo que destruiu seis localidades nas ilhas de S. Jorge e Terceira, cuja magnitude foi de 7,9 na escala de Richter” (Escalhão, 2010, pp.51). Relativamente ao arquipélago da Madeira, a sismicidade sentida é na maior parte dos casos, o reflexo dos abalos sentidos nos Açores e no Continente. No entanto, é de assinalar o sismo de 1942, de grau VI na escala de Mercalli (Dias et al., 2008).
Minimização dos riscos sísmicos – medição e prevenção
Apesar do desenvolvimento de modelos matemáticos de previsão sísmica, ainda não é possível prever os sismos. Contudo, a investigação nesta área tem fornecido importantes elementos para a minimização dos seus efeitos, tais como: identificação das zonas de maior risco; construção de estruturas mais sólidas; promoção da educação da população, nomeadamente, no que diz respeito às medidas de segurança; e elaboração de planos de emergência (Dias et al., 2008).
23 “Independentemente da possibilidade de uma previsão ou controlo sísmicos mais ou menos eficazes, é importante que se estabeleça um conjunto de medidas para minimizar os prejuízos causados pelos sismos, pois não é o abalo em si o responsável pelas mortes, mas sim as consequências por ele provocadas (destruição de edifícios, fogos, deslizamentos de terrenos, tsunamis, etc.). A queda das habitações é responsável pela quase totalidade das mortes provocadas pelos sismos” (Aguiar, 2002, pp. 56). Uma das medidas tomadas no sentido de atenuar os efeitos destrutivos e mortíferos dos sismos é a construção de edifícios ou outras obras de engenharia que obedecem a determinadas regras de construção, denominadas regras antissísmicas, que as tornam mais resistentes aos abalos. O estudo geológico dos terrenos, de modo a averiguar a existência de falhas ativas ou a presença de solos pouco consistentes e a qualidade dos materiais utilizados nas construções, são fatores importantes que têm de ser levados em conta quando se pretende proceder à construção de um edifício (Silva et al., 2005)
O mesmo autor refere que além destas medidas, existem também outras que podem complementar eficazmente as normas de construção antissísmica, por exemplo: a formação e preparação de profissionais ligados à saúde para situações de emergência, bem como de bombeiros para prestar socorros; a elaboração antecipada de planos de evacuação das pessoas, de modo a funcionarem em momentos de crise; e por fim, apostar na educação da população, à qual se deve explicar como atuar no caso de ocorrência de um sismo.
3.2.3. Perceções dos alunos sobre o tópico de estudo
As conceções alternativas são comuns dentro das geociências e é inquestionável o interesse que existe atualmente em determinar as conceções alternativas que surgem nos nossos alunos (Francek, 2013). Se o conceito inicial está incompleto, os alunos terão dificuldade em desenvolver representações mais sofisticadas de conceitos científicos (Francek, 2013). Neste sentido é importante identificar as conceções alternativas que existem para um determinado tema e orientar estratégias didáticas adequadas que promovam a evolução das ideias dos alunos e a reconstrução do seu conhecimento.
No que à atividade sísmica diz respeito, alguns estudos foram realizados no sentido conhecer as perceções que determinados grupos de alunos possuem sobre este tema.
Francek (2013), inclui num trabalho de revisão sobre conceções alternativas em geociências de diversos níveis etários, um conjunto de conceções alternativas sobre sismos. O autor agrupa as referidas conceções em três tipos: causas, previsão e características dos sismos.
24 Relativamente às causas dos sismos, são apontados alguns exemplos de conceções alternativas, entre os quais “os sismos são causados por mudanças na gravidade ou no campo eletromagnético”, “os sismos são causados por forças sobrenaturais”, “a lava é a força causadora dos terramotos” ou “o clima quente é a força causadora dos terramotos”.
No que concerne à previsão dos eventos sísmicos, o autor refere a existência de conceções como: “os terramotos podem ser previstos”, “os animais preveem os sismos” e “ os terramotos são favorecidos em determinados momentos do dia”.
Por fim, no que diz respeito às características gerais dos sismos, este estudo revela que os alunos acreditam, por exemplo, que “os sismos são eventos raros”, “os sismos não causam danos adicionais em edifícios”, ou que “a maioria dos sismos ocorre em climas quentes”.
O autor dá ainda especial atenção à relação direta que os alunos estabelecem entre a atividade vulcânica e atividade sísmica. Este afirma que, a conexão vulcão-sismo é válida, ambos tendem a ocorrer ao longo dos limites de placas tectónicas e o deslocamento do magma pode produzir terramotos, mas é evidente em muitos casos a existência de conceitos que ainda estão em construção e que levam a confusões conceptuais entre o que o aluno vê e o que interpreta, isto é visível em conceções como “os vulcões causam sempre terramotos” ou “ a lava liberta-se através das fissuras formadas durante um terramoto”.
Num outro estudo sobre esta temática, Tirado & Morcillo (2006), são igualmente referidas diversas conceções alternativas sobre causas que podem estar na origem de um sismo. O estudo em causa foi realizado com alunos de 14 anos e as conceções sobre as causas atribuídas à ocorrência de um sismo apresentadas no estudo, agrupam-se em quatro tipos principais: os processos naturais do interior da Terra, as falhas ou placas tectónicas, a ação do homem e a origem vulcânica. Muitos refletem ideias que estão em processo de construção. Entre as conceções expressas encontram-se algumas não exatas, incompletas, confusas ou com erros conceptuais (Tirado & Morcillo, 2006).
Tirado & Morcillo (2006) afirmam que quando os alunos recorrem aos processos naturais do interior da Terra para explicar a origem dos sismos, utilizam termos como calor, pressão, rochas e magma. Neste sentido, as conceções alternativas existentes, são por exemplo “o calor ou a pressão são originários de terramotos, isto porque a terra tem muito calor e muita pressão acumulada” ou “as rochas debaixo da terra estão a partir-se e a terra ao mesmo tempo move-se”.
Quando fazem referência às falhas ou ao movimento das placas tectónicas para explicar a origem de um sismo, por vezes geram-se algumas conceções alternativas como por exemplo “a terra
